구글어스가 일반화되면서 예전에는 소수의 전문가들만 이용할 수 있었던 위성사진 서비스를 누구나 손쉽게 사용할 수 있게 됐다. 구글어스에 사용되는 위성사진은 지상으로부터 약 600∼800㎞ 떨어진 곳에서 촬영된 위성사진으로 해상도는 보통은 1m급(가로 세로 각각 1m를 한 개의 점으로 표시하는 수준)이다. 주요 지역은 60㎝까지 지원한다. 동네의 아주 작은 골목길까지 표현할 수 있는 해상도다. 그럼 인공위성은 이 같은 위성사진을 어떻게 찍을까. 첫번째 방식은 우리가 디지털 카메라로 사진을 찍듯이 인공위성 내부에 장착된 광학 카메라를 통해 촬영하는 방식이고 두번째는 합성개구레이더를 통해 영상을 얻는 방법이다.
■광학 카메라 방식
보통 위성사진을 촬영하는 인공위성은 지상에서 600∼800㎞ 떨어진 고도에서 시속 약 2만7000㎞의 속도로 비행하며 사진을 찍는다. 최초의 위성사진은 1959년 미국의 익스플로러 6호가 지구를 찍은 것이지만 본격적으로 지구의 모습을 위성으로 촬영하기 시작한 것은 1972년부터 시작된 미국의 랜드샛 프로그램(Landsat Program)부터다. 랜드샛 위성은 1999년까지 전체 6대의 위성이 사용됐는데 현재 두대만 운영 중이다.
초기 위성사진은 위성 내부에 장착된 필름 카메라를 통해 촬영하고 위성에서 필름이 든 캡슐을 떨어뜨리는 형태로 진행됐다. 이 방식은 캡슐을 수거해 필름을 현상한 다음 필름 스캐너로 스캔을 받아야 했기 때문에 사진을 판독하는 데 시간이 많이 걸렸다. 하지만 1977년 미국의 군사위성인 KH-11호부터 광학 디지털 카메라를 사용했고 현재는 실시간으로 데이터를 전송받고 있다. 광학 카메라가 내장된 위성의 해상도는 10m급에서 40㎝에 이르기까지 다양하다.
■합성개구레이더 방식
위성영상을 촬영하는 위성들은 정지위성과 달리 특정 궤도를 하루에도 몇 바퀴씩 지구를 회전하며 비행한다. 이 때문에 촬영을 해야 할 특정 지역의 촬영 타이밍을 놓치게 되면 다시 촬영하기까지 많은 시간이 소요된다. 이런 문제를 해결하기 위해 등장한 방식이 바로 합성개구레이더 촬영 방식이다. 합성개구레이더는 마이크로파를 지상에 쏘고 나서 반사되어 돌아오는 전파를 수신, 판독해 지도 형태로 다시 꾸미는 방식이다.
촬영하는 방식이 빛의 반사를 이용하는 광학식이 아니라 구름이나 빗물 등을 투과해 지상에 도달하는 마이크로파를 이용하기 때문에 어둠이나 구름, 빗방울이나 눈과 같은 악천후의 영향을 받지 않는다. 이 때문에 합성개구레이더를 이용하는 위성사진의 경우 군사용으로 사용하는 경우가 대부분이고 때문에 이들 위성은 당국에 의해 확인이 거부되기도 한다. 합성개구레이더를 이용하는 대표적인 위성으로는 미국의 래크로스(Lacrosse) 위성과 오닉스(Onyx) 위성이 있는데 이 가운데 래크로스 위성은 전체 5대 가운데 4대를 현재 운영 중이다. 래크로스 위성의 해상도는 정확하게 알려져 있지 않으나 10∼15㎝ 정도로 추측하고 있다.
/글=양길식 과학칼럼니스트 자료제공=한국항공우주연구원
※ 저작권자 ⓒ 파이낸셜뉴스, 무단전재-재배포 금지